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Por qué los sistemas eléctricos trifásicos pueden dar a los mineros una ventaja competitiva mientras disminuye la eficiencia de los ASIC
Desde la introducción del primer minero ASIC en 2013, la minería de Bitcoin ha crecido exponencialmente, con una eficiencia que ha aumentado de 1200 J/TH a tan solo 15 J/TH. Si bien estas mejoras se debieron a mejoras en la tecnología de chips, ya hemos alcanzado los límites de los semiconductores de silicio. A medida que la eficiencia continúa mejorando, es necesario centrarse en optimizar otros aspectos de la minería, especialmente la configuración de energía.
En la minería de Bitcoin, la alimentación trifásica se ha convertido en una mejor alternativa a la monofásica. A medida que se diseñan más ASIC para voltaje de entrada trifásico, la futura infraestructura minera debería considerar la implementación de un sistema trifásico unificado de 480 V, especialmente dada su prevalencia y escalabilidad en Norteamérica.
Para comprender la importancia del suministro de energía trifásico al minar Bitcoin, primero debe comprender los conceptos básicos de los sistemas de energía monofásicos y trifásicos.
La energía monofásica es el tipo de energía más común en aplicaciones residenciales. Consta de dos cables: uno de fase y otro neutro. La tensión en un sistema monofásico fluctúa de forma sinusoidal, con picos de potencia y caídas a cero dos veces durante cada ciclo.
Imagina empujar a una persona en un columpio. Con cada empujón, el columpio se balancea hacia adelante, luego hacia atrás, alcanza su punto más alto, luego baja a su punto más bajo, y entonces vuelves a empujar.
Al igual que las oscilaciones, los sistemas de energía monofásicos también presentan periodos de potencia de salida máxima y nula. Esto puede generar ineficiencias, especialmente cuando se requiere un suministro estable, aunque en aplicaciones residenciales estas ineficiencias son insignificantes. Sin embargo, en aplicaciones industriales exigentes como la minería de Bitcoin, esto cobra suma importancia.
La electricidad trifásica se utiliza comúnmente en entornos industriales y comerciales. Consiste en cables trifásicos, lo que proporciona un suministro eléctrico más estable y fiable.
De forma similar, usando el ejemplo del columpio, supongamos que tres personas empujan el columpio, pero el intervalo entre cada empuje es diferente. Una persona empuja el columpio cuando empieza a perder velocidad tras el primer empujón, otra lo empuja un tercio de su recorrido y la tercera lo empuja dos tercios. Como resultado, el columpio se mueve con mayor suavidad y uniformidad, ya que se empuja constantemente en diferentes ángulos, lo que garantiza un movimiento constante.
Asimismo, los sistemas de energía trifásicos proporcionan un flujo de electricidad constante y equilibrado, aumentando así la eficiencia y la confiabilidad, lo que es especialmente útil para aplicaciones de alta demanda como la minería de Bitcoin.
La minería de Bitcoin ha recorrido un largo camino desde sus inicios y los requisitos de electricidad han cambiado significativamente a lo largo de los años.
Antes de 2013, los mineros usaban CPU y GPU para minar Bitcoin. Con el crecimiento de la red Bitcoin y el aumento de la competencia, la llegada de los mineros ASIC (circuitos integrados de aplicación específica) cambió radicalmente las reglas del juego. Estos dispositivos están diseñados específicamente para la minería de Bitcoin y ofrecen una eficiencia y un rendimiento inigualables. Sin embargo, estas máquinas consumen cada vez más energía, lo que requiere mejoras en los sistemas de suministro de energía.
En 2016, las máquinas de minería más potentes tenían una velocidad de procesamiento de 13 TH/s y consumían aproximadamente 1300 vatios. Si bien minar con este equipo era extremadamente ineficiente para los estándares actuales, en aquel momento era rentable debido a la baja competencia en la red. Sin embargo, para obtener ganancias decentes en el competitivo entorno actual, los mineros institucionales ahora dependen de equipos de minería que consumen aproximadamente 3510 vatios de electricidad.
A medida que aumentan los requisitos de potencia y eficiencia de los ASIC para las operaciones mineras de alto rendimiento, se hacen evidentes las limitaciones de los sistemas de energía monofásicos. La transición a la energía trifásica se está convirtiendo en un paso lógico para satisfacer las crecientes necesidades energéticas de la industria.
La alimentación trifásica de 480 V ha sido durante mucho tiempo el estándar en entornos industriales de Norteamérica, Sudamérica y otros lugares. Su adopción es generalizada gracias a sus numerosas ventajas en términos de eficiencia, ahorro de costes y escalabilidad. La estabilidad y fiabilidad de la alimentación trifásica de 480 V la hacen ideal para operaciones que requieren mayor tiempo de actividad y eficiencia de la flota, especialmente en un mundo en proceso de reducción a la mitad.
Una de las principales ventajas de la electricidad trifásica es su capacidad de proporcionar una mayor densidad de potencia, reduciendo así las pérdidas de energía y garantizando que los equipos de minería funcionen con un rendimiento óptimo.
Además, la implementación de un sistema de suministro eléctrico trifásico puede generar ahorros significativos en costos de infraestructura eléctrica. Menos transformadores, menos cableado y una menor necesidad de equipos de estabilización de voltaje ayudan a reducir los costos de instalación y mantenimiento.
Por ejemplo, con una tensión trifásica de 208 V, una carga de 17,3 kW requeriría 48 amperios de corriente. Sin embargo, al alimentarse con una fuente de 480 V, el consumo de corriente se reduce a tan solo 24 amperios. Reducir la corriente a la mitad no solo reduce la pérdida de potencia, sino que también minimiza la necesidad de cables más gruesos y costosos.
A medida que las operaciones mineras se expanden, es fundamental ampliar fácilmente la capacidad sin realizar cambios significativos en la infraestructura eléctrica. Los sistemas y componentes diseñados para alimentación trifásica de 480 V ofrecen alta disponibilidad, lo que permite a los mineros escalar sus operaciones eficientemente.
A medida que crece la industria minera de Bitcoin, existe una clara tendencia hacia el desarrollo de más ASIC que cumplan con el estándar trifásico. Diseñar instalaciones mineras con una configuración trifásica de 480 V no solo resuelve el problema actual de ineficiencia, sino que también garantiza que la infraestructura esté preparada para el futuro. Esto permite a los mineros integrar sin problemas nuevas tecnologías que hayan sido diseñadas con compatibilidad trifásica.
Como se muestra en la tabla a continuación, la refrigeración por inmersión y la refrigeración por agua son excelentes métodos para escalar la minería de Bitcoin y lograr un mayor rendimiento de hash. Sin embargo, para soportar una potencia de procesamiento tan alta, la fuente de alimentación trifásica debe configurarse para mantener un nivel similar de eficiencia energética. En resumen, esto se traducirá en mayores beneficios operativos con el mismo porcentaje de margen.
Cambiar a un sistema de energía trifásica requiere una planificación e implementación cuidadosas. A continuación, se detallan los pasos básicos para implementar la energía trifásica en su operación de minería de Bitcoin.
El primer paso para implementar un sistema de energía trifásico es evaluar los requisitos de energía de su operación minera. Esto implica calcular el consumo total de energía de todos los equipos mineros y determinar la capacidad adecuada del sistema.
Actualizar su infraestructura eléctrica para que sea compatible con un sistema eléctrico trifásico puede requerir la instalación de nuevos transformadores, cables e interruptores automáticos. Es fundamental trabajar con un electricista cualificado para garantizar que la instalación cumpla con las normas y regulaciones de seguridad.
Muchos mineros ASIC modernos están diseñados para funcionar con energía trifásica. Sin embargo, los modelos más antiguos pueden requerir modificaciones o el uso de equipos de conversión de energía. Configurar su equipo de minería para que funcione con energía trifásica es fundamental para garantizar la máxima eficiencia.
Para garantizar la operación ininterrumpida de las operaciones mineras, es fundamental implementar sistemas de respaldo y redundancia. Esto incluye la instalación de generadores de respaldo, sistemas de alimentación ininterrumpida (SAI) y circuitos de respaldo para proteger contra cortes de energía y fallas de equipos.
Una vez que un sistema eléctrico trifásico está operativo, la monitorización y el mantenimiento continuos son fundamentales para garantizar un rendimiento óptimo. Las inspecciones periódicas, el balanceo de carga y el mantenimiento preventivo pueden ayudar a identificar y resolver posibles problemas antes de que afecten las operaciones.
El futuro de la minería de Bitcoin reside en el uso eficiente de los recursos eléctricos. A medida que los avances en la tecnología de procesamiento de chips alcanzan sus límites, prestar atención a la configuración de energía cobra cada vez mayor importancia. La energía trifásica, especialmente los sistemas de 480 V, ofrece numerosas ventajas que pueden revolucionar las operaciones de minería de Bitcoin.
Los sistemas de energía trifásicos pueden satisfacer las crecientes necesidades de la industria minera al proporcionar mayor densidad de potencia, mayor eficiencia, menores costos de infraestructura y escalabilidad. Implementar un sistema de este tipo requiere una planificación e implementación cuidadosas, pero los beneficios superan con creces los desafíos.
A medida que la industria minera de Bitcoin continúa creciendo, la adopción de un sistema de alimentación trifásica podría allanar el camino hacia una operación más sostenible y rentable. Con la infraestructura adecuada, los mineros pueden aprovechar al máximo el potencial de sus equipos y mantenerse a la vanguardia en el competitivo mundo de la minería de Bitcoin.
Esta es una publicación invitada de Christian Lucas, de Bitdeer Strategy. Las opiniones expresadas son exclusivamente suyas y no reflejan necesariamente las de BTC Inc. ni de Bitcoin Magazine.